Propulsor mais simples e eficiente pode baratear viagens ao espaço

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Pesquisadores da Universidade de Washington, nos EUA, desenvolveram um novo tipo de propulsor que pode simplificar e baratear os lançamentos espaciais. O “Rotating Detonation Engine” (Motor de Detonação Rotativo), ou RDE, usa uma série de explosões controladas para gerar empuxo, e tem construção mais simples e consome menos combustível que os foguetes tradicionais.

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Motores de foguete tradicionais (como o Merlin, da SpaceX) requerem uma grande quantidade de componentes para controlar o fluxo e queima do combustível. O RDE usa um princípio mais simples. Segundo James Koch, estudante de doutorado em aeronáutica e astronáutica na Universidade de Washington e líder do projeto:

“O RDE é feito de cilindros concêntricos. O propelente flui no espaço entre os cilindros e após a ignição a rápida liberação de calor forma uma onda de choque, um forte pulso de gás com pressão e temperatura significativamente mais altas, que se move mais rápido que a velocidade do som.

“Esse processo de combustão é literalmente uma detonação – uma explosão – mas, por trás dessa fase inicial, vemos vários pulsos de combustão estáveis que continuam consumindo o propelente disponível. Isso produz alta pressão e temperatura que produzem exaustão da parte traseira do motor em altas velocidades, o que pode gerar empuxo”.

Protótipo do RDE em um laboratório da Universidade de Washington

Com menos componentes o motor pode ser mais leve, o que exige menos combustível para atingir a órbita, reduzindo o custo de um lançamento. Além disso, os custos de construção também são menores.

Os pesquisadores construíram um motor experimental que permite ajustar vários parâmetros, como a distância entre os cilindros, e filmaram várias detonações com câmeras de alta velocidade, a 240 mil quadros por segundo. Então, desenvolveram um modelo matemático que descreve o que acontece nos vídeos.

Entretanto, o motor ainda não está pronto para uso prático: “o lado negativo é que as explosões têm vontade própria. Uma vez que você detona algo, não há controle. É muito violento”, disse Koch.

O pesquisador vê o experimento como o primeiro passo de uma jornada: “Meu objetivo aqui era apenas reproduzir o comportamento dos pulsos que vimos – garantir que os resultados do modelo sejam semelhantes aos nossos resultados experimentais”, disse Koch. “Identifiquei a física dominante e como ela interage. Agora posso pegar o que fiz aqui e torná-lo quantitativo. A partir daí, podemos discutir sobre como fazer um motor melhor”, disse.

Fonte: Universidade de Washington